日本國鐵ED73型電力機車

ED73型電力機車(日語:ED73形電気機関車)是日本國有鐵道交流電力機車車型之一,適用於供電制式為20千伏60赫茲的工頻單相交流電氣化鐵路,於1962年由東芝公司研製成功,也是日本國鐵最後一種採用水銀整流器的交流電力機車。

ED73
概覽
類型電力機車
原產國 日本
生產商東芝
生產年份1962年—1963年
產量22台
主要用戶日本 日本國有鐵道
技術數據
UIC軸式Bo'Bo'
軌距1,067毫米
輪徑1,120毫米
軸重16.75噸
機車長度14,400毫米
機車寬度2,800毫米
機車高度3,600毫米(軌面至車頂平面)
4,260毫米(降弓狀態)
整備重量67噸
受流電壓AC 20kV 60Hz
傳動方式交—直流電
牽引電動機MT52 × 4
最高速度100公里/小時
持續速度49.1公里/小時
牽引功率1,900千瓦
牽引力14,100公斤(持續)
制動方式EL14AS自動空氣制動機、手制動機
安全系統ATS-S

發展歷史

研製

1961年,日本國有鐵道對鹿兒島本線門司港久留米區段進行交流電化改造,東芝公司在吸取ED71 2號機車研製和運用經驗的基礎上,為九州地區開發研製了ED72型電力機車。1962年,東芝公司又研製了同系列的ED73型電力機車。其中,ED72型電力機車設有為旅客列車供暖的蒸汽鍋爐,因而主要用於牽引普通旅客列車。而ED73型電力機車則相當於取消了蒸汽鍋爐和中間轉向架的ED72型電力機車,主要用於牽引貨物列車20系日語国鉄20系客車寢台列車藍色列車[1]

1962年至1963年間,東芝公司小批量生產了共22台ED73型電力機車。第一批11台機車(1~11)於1962年製造,目的是滿足鹿兒島本線貨物列車的牽引需要,製造預算由國鐵昭和36年度第3次債務承擔。第一批11台機車(12~22)於1963年製造,以滿足鹿兒島本線貨物列車的增發需要,製造預算由國鐵昭和37年度第1次債務承擔[1]

運用

ED73型電力機車全部配屬於門司機關區日語門司機関区並投入鹿兒島本線運用,主要擔當門司編組站日語北九州貨物ターミナル駅鳥栖站的貨物列車、以及無需蒸汽供暖的寢台列車的牽引任務。ED73型電力機車和ED72型電力機車一樣,由於機車軸重相對較大,即使九州地區主要幹線全面實現交流電化之後,仍然限定運用於線路條件較好的北部九州地區熊本以北)。

1964年10月1日,因應東海道新幹線全線通車,日本國鐵實施了大範圍運行圖調整,開行了新大阪博多的「燕號」和「鴿子號特急旅客列車,由直流專用的151系電力動車組擔當,因此列車在下關以西需要使用電力機車牽引,並在機後一位加掛Saya420型電源車,為列車供應照明空調電源。列車在門司至下關之間使用EF30型電力機車牽引,而門司至博多之間則由ED73型電力機車牽引。專門用於牽引這兩對列車的ED73型電力機車(15~22)進行相應改造,包括加裝了配合電力動車組的控制電路系統,以及控制電源車快速降弓和停止電動發電機的緊急開關。1965年10月1日,隨着雙電流制的481系電力動車組投入服務,「燕號」和「鴿子號」列車不再需要電力機車牽引,ED73型電力機車亦恢復為原來的狀態。

1968年,為了提高寢台旅客列車的旅行速度,日本國鐵對所有20系客車進行制動系統改造,通過對原本的AS空氣制動機加裝電空閥、中繼閥等電控裝置改造為AREB電空制動機,實現列車制動系統的電控化,使列車最高運行速度由95公里/小時提高至110公里/小時。為了配合20系寢台列車的電空制動改造,及滿足10000系日語国鉄コキ10000形貨車高速貨物列車日語高速货物列车的牽引需要,九州地區的ED73型電力機車亦進行了相應改造。改造內容包括加裝機車電空制動機,制動信號通過車輛及機車間的KE72型電氣連接器傳送;加裝總風管以滿足20系客車空氣彈簧的用風需要;安裝了與20系客車乘務員室相連的有線電話,車端加裝KE59型電氣連接器;對主變壓器和高壓調壓開關等電氣設備進行少量調整,以適應高速運轉的需要。完成改造的機車改稱為ED73型1000番台電力機車,首12台機車(1~12)於1968年完成改造,而其餘10台機車(13~22)於翌年完成改造。然而,由於受到機車的性能限制,20系客車在九州地區的最高運轉速度為100公里/小時。而ED73型1000番台電力機車亦限定運用於除日豐本線以外的北部九州地區。

1970年,鹿兒島本線全線電氣化完成改造,專門為牽引特急旅客列車和高速貨物列車而設計的ED76型1000番台電力機車亦投入運用。1980年,原本運用於北陸本線的部分EF70型電力機車轉配屬門司機關區,用來替換日益老化的ED72、ED73型電力機車。至1982年,全部ED73型電力機車停運報廢。其中,ED73 1016號機車報廢后曾經存放於小倉工廠(今小倉綜合車輛中心日語小倉総合車両センター),直至2006年左右因年久失修而解體處理。

技術特點

總體布置

ED73型電力機車是客貨運通用的交流電力機車,適用於供電制式為20千伏60赫茲的工頻單相交流電氣化鐵路。機車採用輕量化全鋼焊接結構箱型車體,車體形式與ED72型電力機車大致相同,同樣採用前端非貫通結構,但由於ED73型電力機車並沒有搭載蒸汽鍋爐,因此車體長度也比前者縮短了3000毫米。

車體兩端各設有一個司機室,司機室內機車運行方向的左側設有司機操縱台,司機室兩側設有供乘務員乘降的車門。車體中部是設有各種機械及電氣裝置的機械室,內設有貫通式雙側內走廊連接兩端司機室,主變壓器、控制電器及輔助機械等設備均採用單元化的布置方式,以便進行檢修維護。車頂安裝有兩台PS100型雙臂式受電弓高速斷路器避雷器主熔斷器等高壓電氣設備。

電氣系統

ED73型電力機車是交—直流電傳動的整流器式電力機車,機車主電路由空氣斷路器、主變壓器水銀整流器、調壓開關、牽引電動機、電路保護裝置等組成。機車從架空接觸網獲取高壓交流電後,首先經過主變壓器降低電壓,再通過整流器轉換成脈流電(即方向不變而只有電壓變化的直流電),並供電給牽引電動機。

機車主電路系統和調速控制系統與ED72型電力機車完全相同。機車裝用一台乾式風冷的TM6型主變壓器,額定容量為2050千伏安。整流裝置採用由八個引燃管組成的RM2型水銀整流器,整流器額定功率為2052千瓦,額定整流電壓為750伏特,額定整流電流為4×684安培。四台牽引電動機全部永久並聯連接,使用MT52型四極串勵直流電動機,小時功率為475千瓦。

機車使用變壓器高壓側調壓、整流器相位控制、牽引電動機磁場削弱來達到調節速度的目的。1970年,ED73型電力機車進行了以硅整流器取代引燃管整流器的改造,但由於硅整流器是不可控整流電路,因此改用硅整流器的電力機車亦失去了柵極相位控制功能。

轉向架

機車走行部包括兩台DT119B型二軸轉向架,構架採用「日」字形的鋼板焊接結構,軸箱採用無磨耗的拉板式定位結構。轉向架採用全旁承支重方式,車體全部重量通過四個旁承支座坐落在兩台轉向架上。一系懸掛為軸箱頂端螺旋彈簧和橡膠墊,二系旁承懸掛為每側兩個並聯的螺旋圓彈簧組,並配有垂向油壓減震器。使用了低位反向牽引杆裝置,牽引點高度接近於軌道平面,減少牽引列車起動時的軸重轉移

ED73型電力機車採用軸懸式驅動裝置,牽引電動機的一側通過抱軸瓦剛性地支承在車軸上,另一側通過吊杆懸掛在轉向架構架上,牽引電動機輸出的轉矩通過一級減速齒輪傳遞給輪對,齒輪傳動比為4.44(16:71)。

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 ED73 1~22. kanarail. [2013-10-23]. (原始內容存檔於2021-03-24).